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研究了几种化学强化措施对植物修复重金属铅(Pb)的效果,包括施用生理酸性肥料氯化铵(NH<,4>Cl),添加螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)对Pb污染土壤中雪里蕻生长及吸收Pb的影响;喷施植物生长调节剂(赤霉素类和细胞分裂素类)、施用NPK营养元素、硫磺等对Pb污染土壤中蕹菜生长及吸收Pb的影响;螯合剂EDTA和低分子量有机酸柠檬酸(CA)辅助下地被石竹修复Pb污染土壤潜力的影响,为利用本地优势植物进行Pb污染土壤的植物修复技术的实际应用提供参考。本研究采用盆栽试验的方法,得出如下结论:
施用生理酸性肥料氯化铵(NH<,4>Cl)可促进Pb污染土壤中雪里蕻的生长,低剂量EDTA对雪里蕻的生长没有明显影响,中、高剂量EDTA使植株生长受到明显抑制;喷施植物生长调节剂(赤霉素类、细胞分裂素类)、施用低量硫磺可促进Pb污染土壤中蕹菜的生长。
施用NH<,4>Cl、EDTA可显著提高雪里蕻各部分含Pb量及Pb迁移总量;在施用EDTA的处理中,植株各部分含Pb量和吸收Pb总量的最高值基本都出现在8mmol/KgEDTA的处理中。施用NH<,4>Cl的处理中,雪里蕻地上部含Pb量是对照的1.26~1.60倍,最高值为27.47 mg/kg;添加EDTA的处理是对照的9.82~52.25倍,最高值在8mmol/kgEDTA的处理,其值为898.11mg/kg;NH<,4>Cl的处理中,雪里蕻对Pb的转运系数是对照的0.73~1.27倍,EDTA的处理是对照的7.07~13.66倍,最高值在8mmol/kgEDTA的处理中,转运系数为0.56;NH<,4>Cl的处理中雪里蕻地上部Pb迁移量为164.31~235.46ug/pot,EDTA的处理为1248.10~3345.38ug/pot,是对照的9.78~26.22倍;添加:EDTA可提高雪里蕻对Pb的转运量系数,其值为0.59~0.67,是对照的3.93~4.47倍,NH<,4>Cl的处理中转运量系数为0.11~0.17。以上这些说明,Pb污染土壤中添加EDTA可显著提高雪里蕻对Pb的吸收能力及对Pb的转运能力,且效果好于添加NH<,4>Cl的处理。
一定浓度Pb污染土壤中,单施K肥对蕹菜的生长无促进作用,且使各部分含Pb量及Pb迁移量降低;单施高量P肥也会阻碍蕹菜对Pb的吸收;单施N肥、NP配施、NK配施均能增加蕹菜地上部干重,PK肥单施及配施均降低植株总重,NPK营养元素的其它处理均能增加植株总重,NPK肥均使蕹菜叶绿素含量增加。因此,单施N肥、NP配施、NK配施可显著促进Pb污染土壤中蕹菜的生长。NPK营养元素对蕹菜地上部舍Pb的影响较为复杂:单施N肥、低量N肥与低量P肥配施,高量N肥与P肥配施,低量N肥与K肥配施均能显著增加蕹菜地上部含Pb量;单施N肥、低N低P配施,高量N肥与P肥配施,低量N肥与K肥配施均能促进蕹菜对Pb的吸收;地上部Pb迁移量最大值在N<,1>K<,2>的处理中,为935.91ug/pot,是对照的4.88倍,其次是N<,2>,N<,1>P<,1>,N<,1>K<,1>,N<,1>,N<,2>P<,1>,N<,2>P<,2>,分别是对照的3.73,3.57,3.48,3.40,3.29和2.98倍,NP,NK配施的处理与对照的比值在2.22~4.88之间;转运量系数,单施N肥、NP,NK配施的处理在0.38~0.54之间,是对照的1.27~1.80倍,最高值出现在N1K2的处理中,其次是N<,2>,N<,1>K<,1>,N<,1>P<,1>,N<,1>,N<,2>P<,1>,是对照的1.77,1.70,1.67,1.60和1.50倍,N<,2>K<,1>,N<,2>K<,2>的处理是对照的1.27和1.33倍;NPK营养元素的所有处理中以低量N肥与高量K肥配施(N<,1>K<,2>)使蕹菜吸收Pb的效果最好。
Pb污染土壤中添加不同浓度的硫磺,土壤pH值可随之显著降低,可提高蕹菜各部分含Pb量及Pb迁移量,并且随硫磺施用量的增加而显著升高;喷施赤霉素类和细胞分裂素类植物生长调节剂可显著提高蕹菜各部分含Pb量及Pb迁移量,提高植株对Pb的转运系数,但对转运量系数无显著影响。
采用盆栽试验,研究了不同质量摩尔浓度EDTA和柠檬酸辅助下,地被石竹修复Pb污染土壤的潜力。结果表明:未施用EDTA情况下,地被石竹的转运系数和生物富集系数分别为0.31~0.40及0.25~1.58,且植株含Pb量随土壤Pb浓度的提高而显著升高;施用EDTA情况下,地上部含Pb量为52.22~1432.81 mg/kg,转运系数为0.59~1.41。125,250,500,1000mg/kg的Pb添加水平上,施用5mmol/kgEDTA的处理,Pb迁移总量分别是2234.61,2013.30,5600.84和2083.16ug/盆,转运量系数为0.71,0.74,0.80和0.90;10mmol/kgEDTA处理下,迁移总量分别是2275.26,4032.95,4578.92和1977.05ug/盆,转运量系数为0.80,0.84,0.90,0.91。添加柠檬酸的处理中地被石竹地上部含Pb量为32.29~789.73mg/kg,转运系数在0.35~0.74之间;地上部Pb迁移量为136.22~2527.85ug/pot,转运量系数为0.58~0.86;并且相同Pb浓度水平下,施用EDTA的处理,地被石竹的含Pb量及植株的Pb迁移量基本均高于施用柠檬酸的处理,地被石竹对Pb的转运系数和转运量系数也均高于施用柠檬酸的处理。这说明,Pb污染土壤中添加EDTA比柠檬酸更能增强土壤Pb的活性,更能促进地被石竹对Pb的吸收。因此,地被石竹对Pb有较强的耐性,在EDTA辅助下具有超富集Pb的潜力。